KR100643905B1

KR100643905B1 - 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조

Info

Publication number: KR100643905B1
Application number: KR1020050096293A
Authority: KR
Inventors: 한만승
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2006-11-10

Abstract

본 발명은 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코일이 권선된 고정자의 내측에 회전자가 회동가능하게 설치되며, 상기 고정자의 외측에는 케이스가 설치된 모터에 있어서; 상기 고정자를 분말야금으로 성형하고, 체결수단에 의하여 상기 고정자와 케이스를 체결하게 된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 모터와 케이스의 분리가 용이하게 됨으로 제품의 유지보수 작업 및 재활용 처리가 용이하게 되는 친환경 제품을 제공하게 된다.

분말야금, 고정자, 회전자, 케이스, 모터, 체결수단

Description

연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조{Mounting structure of soft ferrite powder metallurgy motor}

도 1은 종래 케이스 내측에 회전자와 고정자로 이루어진 모터가 설치된 상태를 도시한 평면도.

도 2는 도 1에서 케이스에 회전자와 고정자로 이루어진 모터가 삽입되기 전의 상태를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명 실시예에 의한 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조를 도시한 분해 사시도.

도 4는 도 3의 구성요소들이 결합된 상태를 도시한 도면.

도 5는 도 4의 평면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 회전자 22 : 스틸부

24 : 플럭스 베리어 26 : 자로

28 : 압입공 30 : 동력전달축

40 : 고정자 42 : 코일

44 : 돌극 46 : 철심

50 : 내측체결부 60 : 케이스

70 : 외측체결부 80 : 체결볼트

본 발명은 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연자성 분말을 사용하여 만들어진 고정자의 외측에 볼트가 체결되기 위한 내측체결부를 형성하고, 상기 고정자가 삽입되어지는 케이스에는 연결공인 외측체결부를 형성하여, 체결볼트가 외측체결부를 통과하여 내측체결부에 결합되게 함으로 케이스에 고정자를 고정시키게 되며, 상기 체결볼트를 분해하면 케이스에서 고정자를 용이하게 분리할 수 있게 되어 제품 수리나 재활용 작업이 용이하게 되는 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조에 관한 것이다.

일반적으로, 모터는 회전자의 회전에 따른 자기저항의 변화에 의해서 회전력이 발생되는 원리를 이용한 것으로, 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 종래 모터는 전원이 인가되는 코일(C)이 권선되는 고정자(1)와, 그 고정자(1)의 내부에 회전가능하게 배치되며 90°간격으로 수개의 플럭스 베리어(FLUX BARRIER)(2)가 형성되어 각각의 극이 형성되어 있는 회전자(3)와, 그 회전자(3)에 압입되며 회전자(3)의 회전시 회전력을 전달하는 동력전달축(4)으로 구성되어 있다.

상기 고정자(1)에는 링 형상으로 이루어진 철심(5)의 내주면으로 부터 다수개의 돌극(6)들이 돌출 형성되어 있고, 상기와 같은 형상의 규소강판들이 적층되어 고정자(1)를 형성하게 된다.

상기 회전자(3)도 여러장의 규소강판을 적층하여 구성되어지며, 중앙부에는 동력전달축(4)이 압입되어지는 압입공(7)이 형성되어 있고, 상기 플럭스 베리어(2)는 공기(AIR)가 채워지도록 상,하방향으로 크기가 다르게 관통되도록 형성되어 있으며, 그 나머지 부분은 스틸부(8)로 이루어져 있다.

상기와 같이 구성된 종래 동기 릴럭턴스 모터는 고정자(1)에 권취되어 있는 코일(C)에 전류가 인가되면 그 인가된 전류에 의하여 플럭스가 형성되고, 회전자(3)의 위치에 따른 인덕턴스의 차이에 의해 릴럭턴스 토크(RELUCTANCE TORQUE)가 발생되어 회전자(3)가 회전하게 된다.

즉, 상기 회전자(3)의 회전에 따라 상기 회전자(3)에 형성된 플럭스 베리어(2)의 위치가 변화하면서 자기저항이 변화하게 되는데, 그와 같은 자기저항의 변화에 의하여 고정자(1)와 회전자(3) 사이의 공극에 축척되어 있는 에너지가 변화하게 되어 회전자(3)의 회전위치에 대한 에너지의 변화가 토크가 되어 회전력이 발생하게 되며, 그와 같이 회전자(3)에 발생된 회전력은 동력전달축(4)를 통하여 외부로 동력이 전달되어 진다.

상기와 같이, 회전자(3)와 고정자(1)로 이루어진 모터는 케이스(12) 내측에 삽입되어 보관되며, 이는 도 1과 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 고정자(1)는 다수개의 규소강판이 적층되어 이루어진 것에 의하여, 상기 고정자(1) 외측에 볼트 체결을 위한 별도의 체결홀을 형성할 수 없게 된다.

따라서, 상기 고정자(1)를 상기 케이스(12) 내측에 삽입하여 고정할 경우, 상기 케이스(12)의 내경보다 상기 고정자(1)의 외경을 약간 크게 하여, 상기 케이스(12) 내측에 상기 고정자(1)를 강제압입하여 상호간의 고정이 이루어지도록 한다.

그러나, 상기와 같이 모터의 고정자(1)를 케이스(12) 내측에 결합하기 위하여 강제압입 공정을 사용하는 것에 의하여, 상기 고정자(1)나 케이스(12)가 손상되는 경우가 발생되며, 이로 인하여 모터의 동작신뢰성이 저하되는 문제점이 발생된다.

그리고, 고정자(1)나 회전자(3) 등에 유지보수 작업이 필요할 경우, 상기 케이스(12)에서 고정자(1)를 분리하기가 쉽지 않으며, 상기 케이스(12)를 절개한 후에야 고정자(1)를 케이스(12)에서 분리할 수 있게 되나, 작업공정이 비교적 어려운 것에 의하여 유지보수 작업이 이루어지지 못하게 됨으로 모터와 케이스(12)를 전부 교환해야 됨으로 비용적 손실이 과다하게 발생된다.

상기 열거된 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 모터의 고정자를 케이스 내측에 강제압입함으로서 부품간의 손상이 발생되는 문제점과, 유지보수 및 재활용 작업이 용이하지 않게 되는 문제점을 해결하기 위한 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조를 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 코일이 권선된 고정자의 내측에 회전자가 회동가능하게 설치되며, 상기 고정자의 외측에는 케이스가 설치된 모터에 있어서; 상기 고정자를 분말야금으로 성형하고, 체결수단에 의하여 상기 고정자와 케이스를 체결하게 된다.

바람직하게, 상기 회전자도 분말야금을 이용하여 성형된다.

그리고, 상기 고정자와 회전자는 연자성 분말을 재료로 하여 분말야금으로 성형된다.

그리고, 상기 체결수단은; 상기 고정자의 외측면에 암나사산이 형성된 내측체결부와; 상기 내측체결부와 대응되는 상기 케이스 부분에 연결공이 형성된 외측체결부와; 상기 외측체결부를 통과하여 상기 내측체결부에 설치됨으로, 상기 고정자가 상기 케이스 내측에 고정되도록 하는 체결볼트로 구성된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명 실시예에 의한 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조를 도시한 분해 사시도이며, 도 4는 도 3의 구성요소들이 결합된 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 도 4의 평면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명 실시예에 의한 모터를 구성하는 회전자(20)와 고정자(40)는 연자성 분말을 재료로 하여 분말야금으로 성형되며, 별도의 가공등이 필요하지 않게 됨으로 가공공정이 단축되어, 가공등에 의한 스크랩(scrap) 손실등을 방지하게 된다.

상기에서 분말야금이란, 금속분말을 가압·성형하여 굳히고, 가열하여 소결(燒結)함으로써 목적하는 형태의 금속 제품을 얻는 방법 및 기술을 말한다.

본 발명 실시예에서 연자성 분말을 재료로 하여 분말야금으로 회전자(20)와 고정자(40)를 형성하게 됨으로, 다수개의 규소강판을 적층하여 회전자(20)와 고정자(40)를 구성하는 종래보다 가공공정 및 가공시간이 단축되며, 절삭등의 가공공정이 필요하지 않게 됨으로 재료의 손실이 없는 것에 의하여 원가절감을 가져오게 되며, 친환경적인 생산라인을 제공하게 된다.

상기 회전자(20)와 고정자(40)를 분말야금을 이용하여 제조할 경우, 두께와 체적이 커지면 커질수록 설비비가 급상승하므로, 이러한 경우에는 두개 이상으로 분리하여 생산함이 바람직하다.

연자성(軟磁性)이란 물질의 투자율이 크고 보자력(保磁力)이 작은 자성이 있는 성질을 가리키는 것으로서, 상기와 같은 연자성 재료는 변압기, 발전기, 모터, 계전기, 솔레노이드, 방자처리(magnetic shielding), 컴퓨터 메모리, 레코딩 헤드 등 널리 사용되고 있다.

상기 회전자(20)의 상하측면에는 평면 형상의 스틸부(22)가 위치하게 되며, 상측면의 스틸부(22)로 부터 하측면의 스틸부(22)에 이르기까지 플럭스 베리어(24)가 통공 형성된다.

상기와 같은 플럭스 베리어(24) 형상에 의하여 자로(26)가 형성되며, 상기 자로(26)를 통하여 자속이 이동하게 된다.

그리고, 상기 회전자(20)의 중심에는 동력전달축(30)이 삽입 장착되기 위한 압입공(28)이 형성되며, 상기 회전자(20)의 외측에는 고정자(40)가 위치하게 된다.

상기 고정자(40)에서 링 형상을 이루는 철심(46)의 내측면에는 돌극(44)이 돌출 형성되며, 상기 돌극(44)에 코일(42)이 권선됨으로 자속의 흐름을 발생시키게 된다.

상기 고정자(40)는 케이스(60)에 체결수단에 의하여 고정이 이루어지게 되며, 분해작업도 용이하게 된다.

상기 체결수단은 상기 케이스(60) 내측에 고정자(40)를 착탈 가능하게 고정시키는 기술 사상안에서 여러 기계요소를 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 생산단가가 저렴하고 작업이 용이한 체결볼트(80)에 의한 고정방법을 사용하게 된다.

이를 위하여, 상기 고정자(40)의 외측면에 암나사산의 홈이 형성된 내측체결부(50)를 형성하고, 상기 내측체결부(50)와 대응되는 상기 케이스(60) 부분에는 연결공이 형성된 외측체결부(70)를 형성하게 된다.

그리고, 체결볼트(80)가 상기 외측체결부(70)를 통과하여 상기 내측체결부 (50)에 체결됨으로 상기 고정자(40)가 상기 케이스(60) 내측에 고정되도록 한다.

상기 구성을 갖는 본 발명 실시예에 의한 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조의 결합상태를 설명하기로 하며, 고정자(40)와 회전자(20)의 일반적 동작상태는 종래 기술을 참조하기로 한다.

상기 고정자(40)는 연자성 분말을 이용하여 분말야금 방식으로 형성됨으로, 내측체결부(50)의 형상을 가공하기 용이하게 된다.

상기 고정자(40)의 외측에 내측체결부(50)를 형성하고 케이스(60)에 외측체결부(70)를 형성하여, 체결볼트(80)에 의하여 상호간의 결합이 이루어지게 한다.

즉, 상기 고정자(40)를 케이스(60) 내측에 삽입한 후에, 내측체결부(50)와 외측체결부(70)의 위치가 연통되도록 조절하고, 체결볼트(80)가 외측체결부(70)를 통과하여 내측체결부(50)에 체결되도록 한다.

그리고, 상기 케이스(60)에서 모터를 분리할 경우에는 체결볼트(80)를 풀어주는 것만으로, 상기 고정자(40)를 케이스(60)에서 용이하게 분리할 수 있게 되어, 유지보수 작업이나 재활용 작업등이 용이하게 이루어지게 된다.

상기와 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라, 단지 예시로 제시된 것이며, 본 발명의 기술사상 안에서 다양한 실시예가 적용될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착 구조에 의하면, 모터의 고정자를 연자성 분말 재료를 이용하여 분말야금으로 성형하게 됨으로, 고정자 외측에 체결볼트 체결을 위한 나사홈 형상의 내측체결부를 형성할 수 있게 되어 모터의 고정자와 케이스의 체결 및 분해 작업이 용이하게 이루어져서 작업성이 향상되는 효과를 제공하게 된다.

그리고, 상기 케이스 내측에 모터의 고정자를 강제 압입방식으로 결합하지 않아도 됨으로, 강제압입시 제품간의 손상이 발생되는 문제점이 해결되어 제품내구성이 향상되는 효과를 제공하게 된다.

Claims

코일이 권선된 고정자의 내측에 회전자가 회동가능하게 설치되며, 상기 고정자의 외측에는 케이스가 설치된 모터에 있어서;

상기 고정자를 분말야금으로 성형하고, 체결수단에 의하여 상기 고정자와 케이스를 체결하게 됨을 특징으로 하는 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조.
제 1 항에 있어서, 상기 회전자는 분말야금을 이용하여 성형됨을 특징으로 하는 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조.
제 1 항에 있어서, 상기 고정자는 연자성 분말을 재료로 하여 성형됨을 특징으로 하는 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조.
제 2 항에 있어서, 상기 회전자는 연자성 분말을 재료로 하여 성형됨을 특징으로 하는 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조.
제 1 항에 있어서, 상기 체결수단은;

상기 고정자의 외측면에 암나사산이 형성된 내측체결부와;

상기 내측체결부와 대응되는 상기 케이스 부분에 연결공이 형성된 외측체결부와;

상기 외측체결부를 통과하여 상기 내측체결부에 설치됨으로, 상기 고정자가 상기 케이스 내측에 고정되도록 하는 체결볼트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 연자성 분말 재료를 이용한 모터의 장착구조.